CC BY
5CHEMICAL SCIENCES
ДОСЛ1ДЖЕННЯ 1НГ1Б1ТОРНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ДЕЯКИХ ПОХ1ДНИХ 1.8-Д1ОКСОДЕКАГ1ДРОАКРИДИН1В В 1М1ТАТ1 ГРУНТОВИХ ВОД ТА КИСЛОМУ СЕРЕДОВИЩ1
Калин Т.1.
1вано-Франювський нацюнальний технiчний yHieepcumem нафти i газу, м. 1вано-Франювськ,
Украша, доцент кафедри хши
RESEARCH ON INHIBITORAL PROPERTIES OF SOME DERIVATIVES OF 1.8-DIOXODECAHYDROACRIDINES IN GROUNDWATER IMITATS AND ACID ENVIRONMENT
Kalyn T.I.
Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, Ukraine, Associate Professor of Department of Chemistry
АНОТАЦ1Я
Серед методiв захисту вщ корозп перевага належить таким, що не потребують великих матерiальних затрат, не спричиняють значних змш технiки та технологи видобутку нафти, володшть унiверсальними властивостями. Застосування iнгiбiторiв тому е одним з ефективних методiв боротьби з корозieю в рiзних агресивних середовищах. В данш роботi вперше дослiджено iнгiбiторнi властивосп деяких похвдних 1.8-дiоксодекагiдроакридинiв в iмiтатi грунтових вод та кислому середовищг
ABSTRACT
The methods that do not require large material costs, do not cause significant changes in technique and technology of oil production, have universal properties are at advantage among the methods of corrosion protection. The use of inhibitors, therefore, is one of the effective methods for controlling corrosion in various aggressive environments. The inhibitor properties of some derivatives of 1.8-dioxodecahydroacridines in groundwater imitats and acid environment were investigated in this research for the first time.
Ключовi слова: похвдш 1.8-дюксодекапдроакридишв, шпбггори корозп, стутнь захисту вщ корозп, iмiтати грунтових вод, кисле середовище.
Keywords: 1.8-dioxodecahydroacridines derivatives, corrosion inhibitors, corrosion protection level, groundwater imitats, acid environment.
Актуальшсть теми. Серед методiв захисту вщ корозп перевага належить таким, що не потребують великих матерiальних затрат, не спричиняють значних змш техшки та технологи видобутку нафти, володшть ушверсальними властивостями. Застосування iнгiбiторiв тому е одним з ефективних мето-дiв боротьби з корозiею в рiзних агресивних сере-довищах.
Ввдомо, що оргашчш сполуки, яш мютять ге-тероатоми, е ефективними шпбггорами в кислому середовищ [1].
Серед оргашчних сполук, яш володiють висо-кою адсорбцiйною здатнiстю на поверхш металiв i проявляють протикорозiйнi властивосл, е як неци-клiчнi, так i циклiчнi амiни [2]. Для захисту магютральних нафтопроводiв в електролггах, що мiстять сiрководень, запропоновано використання похiдних пiридину i !х композицш з полiамiнами [3].
Полiфункцiональнi пiридиновi солi, а також дикомпонентнi сумiшi на !х основi забезпечують високий ступiнь захисту вiд корозii сталей в розчи-нах сульфатно! та хлоридно! кислот [4]. Для захи-
сту металiв вiд корозii запропоновано використання цимчних нiтрогеновмiсних сполук з дешль-кома атомами нирогену - пiразолу [5], iмiдазолу [6], похвдних триазолу [7]. Паралельно зi створен-ням нових i удосконаленням синтетичних iнгiбiторiв ведеться пошук природшх речовин, здатних захистити метали ввд корозii' [8-13]. Застосування натуральних продуктiв для захисту металiв дозволить суттево знизити екологiчне наванта-ження на навколишне середовище. Незважаючи на велику шлькють iнгiбiторiв корозii, продовжуеться пошук нових композицiй, якi будуть ефективнь шими та унiверсальнiшими.
Мета i завдання досл1дження. Метою роботи е синтез похiдних акридину, що мютять карбоншьш групи, з аншну та його похiдних - и-нироаншну, w-амiнобензойноi кислоти, димедону та етаналю та дослiдження iх iнгiбiторних властивостей. Для до-сягнення мети передбачалось вирiшити наступнi завдання:
1. Синтезувати 1.8-дюксодекапдроакридин з анiлiну, димедону та етаналю i дослiдити його ефе-ктивнiсть як iнгiбiтора у модельних середовищах.
16
# 27, (2018) | 8с1епсе8 of Еигоре
2. Синтезувати 1.8-дюксодекапдроакридин з и-нпроаншну, димедону та етаналю i дослiдити його ефективнiсть як шпбггора у модельних сере-довищах.
3. Синтезувати 1.8-дiоксодекагiдроакридин з и-амшобензойно! кислоти, димедону та етаналю i дослгдити його ефективнiсть як шпбггора у моде-льних середовищах.
4. Дослгдити захисш властивостi гексадецил-триметиламонiй бромiду у кислому середовищг
Об'ект i предмет дослщження: 3.3.6.6.9-пен-таметил-N-фенiл-1.8-дiоксодекагiдроакридин (шп-бггор 1), 3.3.6.6.9-пентаметил-М-(и-нирофенш-1.8-
дiоксодекагiдроакридин (iнгiбiтор 2), 3.3.6.6.9-пен-таметил-Ы-(и-бутилкарбоксифенш-1.8-дюксодека-гiдроакридин (iнгiбiтор 3), стальш пластини, виго-товленi зi сталi17ГС, методи синтезу, швидк1сть корози, ступiнь захисту вiд корози.
Обговорення результат.
Iнгiбiтори 1-3 одержали в результатi конденса-цп первинних ароматичних амiнiв та ацетальдиме-дону (отриманого взаeмодieю етаналю та димедону) в мольному сшввщношенш 1:1 в бутанолi в присутностi перхлоратно! кислоти [14] за схемою:
N42
ОНно
- Н20
де Я=И, N02, СООН.
Синтезованi iнгiбiтори - кристалiчнi речовини, нерозчиннi у водГ, розчиннi у спиртах. Для подаль-ших дослiджень використовувались етанольнi роз-чини iнгiбiторiв.
Iнгiбiтор 4 - гексадецилтриметиламонш бро-мiд - кристалiчна речовина бiлого кольору. Для по-дальших дослгджень використовувався водний роз-чин шпбггору 4.
Дослгдження проводились на iмiтатi грунтово! води (1ГВ) наступного складу: NaCl- 17 г/л, №-ИСОэ - 0.8 г/л, СаСЬ - 0.2 г/л, 1^804^0-0.2 г/л, а також в 0.1М розчинi хлоридно! кислоти.
Дослгдження захисних властивостей шпбгго-рiв корози проведет граыметричним методом. В три цилiндричних посудини наливали по 500 мл iмiтату грунтово! води i помiщали пластини, виго-товленi зi сталi17ГС, розмiрами 50х10х3мм. Стальш пластини знежирювали, висушували i зважу-вали на аналiтичнiй вазi з точшстю 0.001 г.
Час експозицп склав 168 год.
Пiсля дослщв знежиренi i висушенi пластини зважували на вазi з точнiстю 0.001 г. Швидшсть корози (К) визначали в г/ м2тод за формулою:
к = щ - т2
Б хт
де Ш1 - маса пластини до випробовування, г;
т2 - маса пластини пiсля випробовування, г; - площа пластини, м2;
т - час випробовування, год.
Результатом вимiрювання е середне арифмети-чне трьох паралельних значень одше! серп дослi-джень.
Ступiнь захисту металу вгд корозп (2) визна-чали за формулою:
у = К - КГнг
К '
де К - швидшсть корози без шпбггора;
Кщг - швидк1сть корозп з Гнлбггором.
Проведенi аналогiчнi дослiдження в 0.1М роз-чиш хлоридно! кислоти.
Час експозицп склав 96 год.
Результата проведених дослгджень наведеш в табл.2.
Таблиця 2
Захисна ефективнють шпб1тор1в корозп в 1ГВ_
1нпбггор Концентращя шпбггора Швидшсть корози, г/ м2тод Стутнь захисту металу вГд корози, %
1 0.2 г/л 0.077 Не проявилась
2 0.2 г/л 0.056 26.8
Як виявилось, шпбггор 1 е неефективним у 1ГВ фрагменту, проявив слабк антикорозшш властиво-запропонованого складу, а шпбггор 2, що мютить сп. електронодонорну групу в и-положенш фешльного
Тому було виршено провести дослщження iH-гiбiторних властивостей синтезованих сполук в кислому середовищ^ так як вщомо, що ттрогеновмь снi гетероцикли проявляють захиснi властивосп в даних умовах. Для порiвняння ïx властивостей па-ралельно використано шпбггор 4. Концентрацiю
Висновки. Похвдт 1,8-дюксодекапдроакри-динiв в нейтральних мiнералiзованиx середовищах проявляють слабкi заxиснi властивосп низьколего-вано! сталi, натомiсть в кислому середовищi ïx iHri-бггорт властивостi е вищими. Наявнiсть у струк-турi молекул атомiв Нирогену, здатних до прото-нування в кислому середовищ^ та двох карботльних груп - iмовiрниx центрiв координаци на поверxнi металу, не призвiв до очiкуваниx висо-ких результапв. Натомiсть, використання четвер-тинно! амоншно! солi в достатнiй мiрi пригнчуе ко-розiйнi процеси у зазначених умовах.
Лггература
1. Современные ингибиторы коррозии / Шипу-гизов И.А., Колесова О.В., Вахрушев В.В. [и др.] // Вестник ПермскогоНИПУ. - Хим. технология и биотехнология.- Пермь: Вып. 1. -2016.- С. 114-129.
2. Р.М. Вишневський. Цимчш та ациктчт амши, як потенцшт iнгiбiтори корозiï металiв / Р.М. Вишневський, Б.Л.Литвин, А.С.Федорiв // Фь зика i xiмiя твердого тша. - 2010. - Т. 10. - №2. - С. 332-345.
3. Волошин В. Ф. Ингибиторы коррозии для защиты магистральных нефтепроводов в сероводо-родсодержащих электролитах / В. Ф. Волошин, В. С. Скопенко, В. В. Волошина // Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Серия : Энергетика, экология, компьютерные технологии в строительстве. - 2014. - Вып. 76. - С. 80-85. - Режим доступу:
http://nbuv.gov.ua/UJRN/smmeect 2014 76 16
4. Исследование ингибирующего действия различных пиридиний галогенидов и их смесей на коррозию стали в сернокислой среде / Р. И. Юрченко, С. В. Иващенко, Т. Н. Пилипенко, И. С. Погребова // Журнал прикладной химии. - 2005. - Т. 78, вып. 3. - С. 517-519.
5. New pyrazole derivatives as effective Inhibitors for the corrosion of mild steel in HCl medium / M. Elouafi, B. Hammouti, H. Oudda, [et all.] // Anti-corrosion methods and materials. - 2002. -Vol. 49, no. 3. - P. 199-204.
сполук зб№шено до 1 г/л. Результати проведених дослщжень наведет в табл.3.
Як видно з одержаних результапв, ефектив-тсть iнгiбiторiв в кислому середовищi зросла, але найвищий гальмiвний ефект корозп спостертався для шпбггора 4.
6. Imidazole derivatives as corrosion Inhibitors of copper in aerated 3% NaCl solutions / A. Dafali, B. Hammouti, S. Kertit // Journal of the electrochemical society of India. - 2001. - Vol. 50, no. 2. - P. 62-67.
7. Study of the mechanism and inhibiting efficiency of 3,5-bis(4-methylthiophenyl)-4H-1,2,4-tria-zole on mild steel corrosion in acidic media / M. Lagrnee, B. Mernari, M. Bouanis [et all.] // Corros. Sci.- 2002. - Vol. 44 (3) - P. 573-588.
8. Pandian Bothi Raja. Natural products as corrosion inhibitor for metals in corrosive media - A review/ Pandian Bothi Raja, Matural Gopalakrishman Sethu-raman. // Materials Letters. - 2008. - Vol. 62.- №. 1.-P. 113-116.
9. Corrosion inhibitory action of some plant extracts on the corrosion of mild steel in acidic media / M.S.Al-Otaibi, A.M.Al-Mayouf, M.Khan, A.A.Mousa, [et all.] // Arabian Journal of Chemistry.- 2014. -Vol. 7. -Issue 3.- P. 340-346.
10. Corrosion inhibition by leaves and stem extracts of Sida acuta for mild steel in 1 M H2SO4 solutions investigated by chemical and spectroscopic techniques / S.A.Umoren, U.M.Eduok, M.M.Solomon, A.P.Udoh // Arabian Journal of Chemistry.- 2016.-Vol. 9. - P.209-224/
11.Corrosion inhibition and adsorption mechanism studies of Hunteria umbellata seed husk extracts on mild steel immersed in acidic solutions /Kenneth KanayoAlaneme, Sunday Joseph Olusegun, Olu-wabunkunmi TomiAdelowo, // Alexandria Eng. J. -2016.-Vol. 55, Issue 1. - P. 673-681.
12.A.S. Yaro. Apricot juice as green corrosion inhibitor of mild steel in phosphoric acid / A.S. Yaro, A.A. Khadom, R.K. Wael //Alexandria Eng. J. - 2013.-Vol.52 (1). P. 129-135.
13 Corrosion inhibition by Justicia gendarussa plant extract in hydrochloric acid solution / . A.K. Sa-tapathy, G. Gunasekaran, S.C. Sahoo [et all.] // Corros. Sci. - 2009. - Vol.51. - P. 2848-2856.
14. М.В. Мельник. Дослвдження циктзацп пе-рвинних ароматичних ашшв з ацетальдепдом i ди-медоном / М.В. Мельник, О.В.Туров, Т.1.Калин // Доповщ Нацюнально! академи наук Украши. -2003. - №5. - С.142-145.
Таблиця 3
Захисна ефективтсть iнгiбiторiв корозп в 0.1М HCl_
1нпбггор Концентращя шпбггора Швидшсть корозп, г/ м2тод Стутнь захисту металу вщ корозп, %
2 1 г/л 1.082 34.0
3 1 г/л 0.626 61.8
4 1 г/л 0.103 93.7
